项目三 智慧园区节能减排监控系统实训报告

一、项目背景

随着全球环境问题的日益突出和对可持续发展的迫切需求，节能减排成为当务之急。智慧园区作为城市发展的重要组成部分，其能源消耗和环境影响不容忽视。为了实现园区的可持续发展，提高能源利用效率，降低碳排放，建立一套智慧园区节能减排监控系统显得尤为重要。

二、项目目标

1. 深入理解物联网监控原理：透彻掌握多种物联网监控设备和云服务平台的工作机制。
2. 精确监测与数据收集：准确、实时地采集和记录环境中温度、湿度、光照及 LCD 等关键指标数据。
3. 熟练掌握远程操作技巧：灵活运用远程手动操作功能，对系统进行高效管理。
4. 强化数据追踪与分析能力：能够持续追踪和分析城市不同区域的环境数据。
5. 提升大数据图表制作水平：熟练运用大数据分析技术，生成清晰直观的环境热力图、湿度分布图等。
6. 增强环境变化预测能力：通过对环境数据的分析，精准预测环境变化趋势。
7. 熟练掌握 OneNET 平台操作：顺利在 OneNET 物联网开放平台上接入 NB 设备，并实现与第三方应用的数据交互。
8. 灵活运用数据推送功能：熟练掌握利用数据推送功能实现自动开关灯的方法，提升节能效果。
9. 提高问题解决与创新能力：在项目实施过程中，不断发现和解决问题，积极探索创新方法。

三、系统环境的搭建

3.1参数配置

3.1.1OneNET云平台创建产品设备

1、注册登录云平台，创建产品

2、在创建的产品中添加设备

3.1.2硬件搭建

1、设备通电并连接上电脑

2、本实验要用到核心板、温湿度模块、NB-IoT 模块、光照模块和 LCD 模块

3.1.3IMEI、IMSI生成及使用

1、用NB-IMEI生成器随机生成两个IMEI号并同步写入代码及生成的产品中

2、在代码中更改IMEI号和IMSI号，与产品设备IMEI号、IMSI号保持一致

代码中的 IMEI 和 IMSI 必须保持跟OneNET 平台上的一样。

3.1.4代码添加

1、在 main.c 文件中添加包含“BH1750.h”和”Lcd_Driver.h”头文件的预处理命令

添加以下代码：

#include "BH1750.h"     /* 光照传感器 */
#include "Lcd_Driver.h" /*LCD屏*/

2、在 main.c 文件中增加光照和 LED 的类型结构，并声明外部变量。添加位置和代码如下图所示：

添加以下代码：

nbiot_value_t illumi;     /* 光照 */
nbiot_value_t led;     /* LED灯 */

extern float result_lx;/*光照*/

3、在 main.c 文件的主函数中，在“写”回调函数添加 LED 灯模拟打开、关闭的代码。

添加以下代码：

if(objid ==3311 && instid==0 && resid ==5850)/*LED灯*/
    {
        if( data->value.as_bool)
        {
            // 打开白色背光以模拟 LED 打开
            Lcd_Clear(WHITE);
            ledStatus.Led1Sta=1;
        }   
        else
            {
                //打开黑色背光以模拟 LED 打开
                Lcd_Clear(BLACK);
                ledStatus.Led1Sta=0;
            }
    }       

4、在 main.c 文件的主函数中，在“读”回调函数添加光照和 LED 灯的控制代码，当从平台接收到控制写入命令时，响应控制。

添加以下代码：

     else if (objid == 3301 && instid == 0 && resid == 5700) { /* 光 照 */
            BH1750_test();
            illumi.value.as_float = result_lx;
        } else if (objid == 3311 && instid == 0 && resid == 5850) { /* LED */
            led.value.as_bool = ledStatus.Led1Sta;

5、在 main.c 文件里增加光照值、LED 数值的读取更新

添加以下代码：

          /* 更新光照数值 */
            illumi.flag |= NBIOT_UPDATED;
            BH1750_test();
            illumi.value.as_float = result_lx;
            /* 更新 LED 数值*/
            led.flag |= NBIOT_UPDATED;
            led.value.as_bool = ledStatus.Led1Sta;
        
        } else if (cur_time == 0 && last_time == 0) {
        cur_time = nbiot_time();
        last_time = cur_time;
    } else {
        cur_time = nbiot_time();
    }    

6、在 main.c 文件里增加光照、LED 资源

添加以下代码：

// 添加光照资源
        illumi.type = NBIOT_FLOAT;
        illumi.flag = NBIOT_READABLE;
        ret = nbiot_resource_add(dev, 3301, 0, 5700, &illumi);
        if (ret)
            {
                nbiot_device_destroy(dev);
                printf("device add resource(illumi) failed, code = %d.
", ret);

            }
            // 添加 LED 灯资源
            led.type = NBIOT_BOOLEAN;
            led.flag = NBIOT_READABLE | NBIOT_WRITABLE;
            ret = nbiot_resource_add(dev, 3311, 0, 5850, &led);
            if (ret)
                {
                    nbiot_device_destroy(dev);
                    printf("device add resource(led) failed, code = %d.
", ret);
                }

3.2接入OneNET平台

3.2.1、烧写代码，打开串口调试助手，查看数据

3.2.2、OneNET 云平台设备上线

3.2.3、在资源列表界面，可以看到温度、湿度、光照、LED 灯，还可以查看属性值等。

3.2.4、在设备资源列表中可查看到光照传感器和光照控制的代码

3.3 周期上报数据

3.3.1温度数据

3.3.2湿度数据

3.3.3光照数据

3.3.4LCD数据

3.4实验效果

1、在 Light Control 对象的详情页面中，可以观察到终端上报平台的状态以及上报时间。通过简单点击操作界面上的【写】按钮，可以控制 LED 灯的开关状态。
点击“写”操作按钮后，在弹出的对话框中输入“true”点击确定，就可以打开开发板上的 LED白色背光

输入“false”点击确定，可以关闭 LED，显示黑色背光

3.5使用数据推送功能自动开关led灯

3.5.1在OneNET云平台配置参数

1、在OneNET云平台开发者中心，找到数据流转→数据推送中对产品进行设置，添加url和token协议，消息加密方式为明文方式

2、打开产品的生态状态

3.5.2第三方应用的配置参数

1、打开灯光推送运用用户门户，以OneNET注册用户的 用户id 和用户AcessKey 登陆。

具体的id，AcessKey信息在OneNET官网（用户中心-访问权限页面）

注意：第一次登陆用户id无使用记录要进行二次登录，用户id和用户密钥必须要和OneNET云平台的id和AcessKey一致。

2、绑定NB-IoT设备的IMEI号（绑定的IMEI号为项目三设备的IMEI号）

3.5.3数据推送

观察LCD的显示变化，在确保设备在线的状态下，无论NB-IoT设备是上线、下线还是上报新数据，服务器都能实时接收到这些数据。程序将解析新数据其中的光照值，根据预设的阈值来自动控制LCD灯的开关。

1、监控光照传感器的数值，一旦低于预设的最小阈值，系统将自动调用API来开启LED灯。为了测试这一功能，可以使用物体遮挡光照传感器模块大约30秒，此时LCD模块应该显示为“开启”状态，并且LED灯亮起。

2、当光照传感器的值达到预设的最大阈值时，系统将自动触发API来关闭LED灯。在室内照明环境中，LCD模块应当显示为“关闭”状态，并且LED灯熄灭。

四、总结与收获

1、项目总结：

在本次智慧园区节能减排监控系统实训中，我们成功构建了一个全面而有效的监控体系。通过运用先进的技术和平台，我们实现了对园区内能源消耗和环境状况的精确监测与管理。
在实践过程中，我们克服了诸多技术难题，确保了系统的稳定运行和数据的准确采集。同时，我们与实际园区环境紧密结合，深入了解了智慧园区节能减排的实际需求和运作模式。

2、项目收获：

• 技术熟练度提升：熟练掌握了运用特定云平台进行节能减排监控的各项技术。
• 实际操作能力增强：通过亲身实践，能够熟练操作和调试监控系统，应对各种实际情况。
• 对标准的深入理解：对相关标准有了更深入的认识，能够准确应用并遵守标准进行操作。